La preuve par l'image

Notre peau sert de barrière physicochimique contre les envahisseurs. On aperçoit ici, en embuscade parmi les cellules de l’épiderme (en vert), les cellules dendritiques (en rouge), qui forment l’avant-garde du système immunitaire. Dès qu’un danger est détecté, ces cellules déclenchent une réaction inflammatoire. Elles interceptent ainsi les ennemis en attendant que les lymphocytes T viennent les neutraliser. L’image présente la répartition de ces cellules sur une peau humaine dans la région mammaire. (Dimension : 430 µm x 430 µm, microscopie confocale, 16 images compilées, prises à différentes profondeurs)

Ce réseau d’alvéoles appartient à une simple éponge de cuisine en polyuréthane… mais qui est entièrement plaquée d’or! Plus précisément, de nanoparticules d’or pur. Ce métal, pourtant inaltérable, devient très réactif à l’échelle nanométrique. Il peut alors servir de catalyseur dans des procédés de chimie verte. C’est une belle astuce, car la porosité de l’éponge permet aux molécules de réagir avec la multitude des surfaces de contact des alvéoles. Bref, une idée en or! (Grossissement : 32x, microscopie optique)

Au cœur de cette gigantesque bulle de gaz se cache une étoile de type Wolf-Rayet. À la veille d’exploser en supernovæ, elle éjecte, sous forme de vents stellaires, de phénoménales quantités de matière qui se déploient dans le nuage moléculaire environnant. Cette image Doppler montre l’expansion inexorable de cette nébuleuse, dénommée NGC 2359. Ici, seules les longueurs d’onde de la raie d’hydrogène ionisé ont été sélectionnées et les couleurs correspondent aux vitesses des gaz : du bleu, se rapprochant de nous, au rouge en direction opposée. (Image extraite d’un cube hyperspectral obtenu avec le spectromètre imageur SITELLE développé au Québec et installé au télescope Canada-France-Hawaï. Seules les longueurs d’onde associées à la raie H-alpha (656 nm) ont été sélectionnées)

Cette microsphère est un agglomérat de poussières de verre recyclé dont les plus petites particules mesurent de 7 à 8 micromètres. Le procédé d’agrégation développé ici permet de transformer des résidus miniers en produits à valeur ajoutée. Par exemple, ces microbilles poreuses, injectées lors de la fracturation hydraulique, sont utilisées par la suite comme agents de soutènement. Puisqu’elles sont perméables aux gaz, elles préviennent les risques d’explosion ou de surpression. (Diamètre : 0,7 mm, diamètre : 0,7 mm, grossissement : 100x, microscopie électronique à balayage)

 Au Canada, le roseau commun est l’une des plantes exotiques parmi les plus envahissantes. Une de ses « divisions d’infanterie » avance ici en rangs serrés à partir du coin inférieur gauche de l’image (en diagonale du quadrillé). Phragmites australis s’introduit peu à peu dans un champ de verges d’or, au parc national des Îles-de-Boucherville. Heureusement, un drone naviguant à 50 mètres au-dessus du pré a fourni cette photo témoin du début de l’invasion aux chercheurs de l'Observatoire aérien canadien de la biodiversité. (Photographie par drone utilisée pour valider l'imagerie hyperspectrale, inventaires de végétation géoréférencés avec précision d’environ 3 cm)

Voici une coupe d’une graine de Brassica napus (canola). De toutes petites graines d’à peine 2 millimètres de diamètre qui ont fait du Canada le plus grand producteur mondial d’huile de canola. Développée au pays, cette variété de colza contient une grande quantité de globules d’huile (en vert) et de protéines (en rouge). Ce sont des réserves d’énergie qui servent au développement de la plante. Les recherches se poursuivent pour développer des cultures de canola plus productives et plus durables. (Taille de l’image : 70 µm x 74 µm, microscopie confocale)

Chaque matin, ce jeune garçon se juche sur son radeau de fortune : un assemblage de bidons de plastique. Armé de sa perche, il parcourt 5 kilomètres pour rejoindre son école située à Ganvié, une cité lacustre de 40 000 habitants. Un bel exemple de débrouillardise propre aux populations de ces villages perchés sur les eaux du lac Nokoué, au Bénin. Le chercheur en urbanisme documente leur mode de vie et leur capacité d’adaptation dans un contexte de changements climatiques. (Photographie numérique)

Le noyer cendré est en voie de disparition au Canada. Un champignon exotique envahissant, Ophiognomonia clavigignenti-juglandacearum, est responsable de ce ravage. Pourtant, certains individus lui résistent par l’encapsulage du pathogène sous une couche de liège. En haut, à gauche, on distingue cette ligne de défense mauve en forme d’accolade au cœur de l’aubier, ensuite montrée à différents grossissements sur les autres photos. Ces arbres résistants vont-ils donner naissance à la prochaine lignée de noyers cendrés nord-américains? (Largeur de l’accolade : 4 mm, tige de 2 ans de noyer cendré (juglans cinerea), mcroscopie conventionnelle et microscopie confocale)

C’est l’été en Arctique, et des milliers d’oiseaux migrateurs se rassemblent pour se reproduire. Des œufs sont alors produits en abondance, au grand bonheur du renard arctique qui assure ainsi la survie de sa famille. L’étude de cette prédation sert d’indice aux chercheurs pour estimer les effets de l’ensemble des activités humaines sur les écosystèmes nordiques. La recherche est réalisée dans un laboratoire à ciel ouvert dont l’absence d’arbre facilite grandement l’observation des événements de prédation. (Photographie avec un nikon d7100)  

Voici Homarus americanus à l’état de prélarve, récolté au large des îles de la Madeleine. La mesure du diamètre de l’œil de cet embryon de homard, associée à la température de l’eau, annonce l’éclosion de l’œuf d’ici cinq semaines. Ces données, amassées en collaboration avec des pêcheurs, permettent d’estimer l’abondance des cohortes à venir. Il faudra à ce tout-petit quelque huit ans avant d’atteindre la taille adulte et commercialisable. (Diamètre de cet œuf : 1,9 mm, grossissement : 10x , microscopie optique, promoteur du projet : rassemblement des pêcheurs et pêcheuses des côtes des îles

Un fluide est injecté dans une ouverture située au centre de l’image. Il se retrouve emprisonné dans un mince interstice, baigné aussi de fluide, et réaspiré par une deuxième ouverture située à droite de l’image.  À cette échelle du micromètre, les fluides ne connaissent pas de turbulence. Ils s’écoulent de manière laminaire, comme en témoignent les microbilles fluorescentes scintillant dans le noir. Le contrôle précis des fluides sur des surfaces permet l’amélioration de tests biomédicaux nécessitant le marquage de tissus biologiques. (Diamètre des traceurs fluorescents : 3 µm, grossissement : 5x, microscopie à fluorescence, superposition de 10 photographies)

La fabrication de microprocesseurs commence par le dépôt d’une couche de résine photosensible sur une plaquette d’arséniure de gallium. Cette technologie d’une extrême précision exige une surface parfaitement lisse. Or, même si ce procédé est maintenant bien maîtrisé, il arrive parfois qu’un incident de manipulation devienne création. En témoignent ces résidus de résine qui ont mystérieusement bourgeonné sur leur plaquette et qui évoquent la forme des sakuras, ces cerisiers japonais ornementaux. (Coloration, facteur de grossissement : x 15 k, microscopie électronique à balayage)

Certains insectes-feuilles non seulement proviennent de forêts du bout du monde, mais s’isolent loin des regards à la canopée des arbres. Ils vivent en outre dispersés sur des milliers d’îles entre l’Inde et l’Australie. Pour cette recherche en taxonomie, on a réuni un groupe d’insulaires volontaires grâce aux réseaux sociaux. Onze nouvelles espèces ont été identifiées et les données sur leur répartition géographique entrent à un rythme encore jamais vu. Superbe exemple de science participative! (Phyllium letiranti, nommé d’après Stéphane Le Tirant, macrophotographie)

La chimie informatique est couramment utilisée en recherche grâce à la puissance des ordinateurs. Elle prédit les propriétés des molécules ou valide des observations, et ce, avec une impressionnante précision. Un complexe de cobalt a ici été modélisé par des méthodes de calcul quantique. En rouge et bleu, on aperçoit l'emplacement statistique de deux de ses électrons, tandis que les sphères blanches et grises représentent respectivement la position prédite des noyaux atomiques d'hydrogène et de carbone. (Surfaces calculées à partir du logiciel de chimie numérique Gaussian 09 et modélisées en 3D à l'aide du logiciel Blender)

Cultivé in vitro, cet enchevêtrement hallucinant de couleurs montre des astrocytes (en vert) ainsi que des oligodendrocytes (en rouge et bleu). Ce sont deux types de cellules gliales, ces auxiliaires essentielles aux cellules nerveuses. Or, lorsque survient une lésion de la moelle épinière, la réaction inflammatoire, qui sert à nettoyer les débris, entraîne une dégénérescence secondaire dans laquelle les astrocytes contribueraient à la mort des oligodendrocytes. Une meilleure compréhension de ce mécanisme pourrait aider les victimes d’accidents à mieux récupérer. (Cellules marquées par immunofluorescence, grossissement : 40x, microscopie confocale)

Imaginez deux jeunes galaxies composées surtout de gaz et attirées l’une vers l’autre, voilà 10 milliards d’années. Grâce à un superordinateur et à quelques semaines de calculs, il a été possible de simuler leur première rencontre, puis leur séparation, pour les voir plus tard s’enlacer de nouveau. Et ainsi de suite, à six reprises, jusqu’à fusionner après une simulation de 500 millions d’années, pour former une seule galaxie spirale où naîtront encore plus d’étoiles. Une galaxie un peu à l’image de notre Voie lactée. (Simulation numérique réalisée avec le code GCD+, écrit par Daisuke Kawata, images réalisées à l’aide du logiciel dotty plotty, développé par David Williamson, et du langage de programmation Python)

Issu d’une région du cerveau appelée «substance noire compacte», ce neurone dopaminergique intrigue et fascine. Lui et ses semblables, avec leurs multiples ramifications, jouent un rôle clé dans la coordination des mouvements. Mais ces neurones sont malheureusement aussi connus pour leur grande vulnérabilité, observée notamment dans la maladie de Parkinson. On tente de percer le mystère de cette fragilité au moyen de leur culture in vitro combinée à la microscopie électronique, pour distinguer jusqu’aux terminaisons synaptiques, invisibles dans cette vue d’ensemble. (Grossissement : 950x, microscopie électronique à balayage)

Ces drôles de « soucoupes volantes » sont en fait des dizaines d’œufs posés sur les feuilles à la cime d’un plant de maïs. Bientôt, ils libéreront les larves du ver-gris occidental du haricot, très friandes des épis en devenir. Ces œufs sont pondus par des papillons nocturnes originaires du centre des États-Unis et maintenant bien établis en Ontario. Portés par les vents jusqu’au Québec, et par suite des changements climatiques, ils pourraient, craint-on, s’installer ici à demeure. (Un œuf : 1 mm, grossissement : 200x, microscopie optique)

De grands froids ont formé une couche de glace le long des berges de la rivière Richelieu, à la hauteur de Saint-Jean. Après une décrue, cette croûte glacée est demeurée suspendue au-dessus de l’eau. Mais, à la faveur d’un redoux, des petits glaçons ont commencé à croître. Stoppés par le retour du gel, ils se réfléchissent maintenant sur une mince couche de nouvelle glace. Ces capricieuses oscillations autour du point de congélation risquent de se multiplier avec les changements climatiques. (Photographie numérique)

Lors de ses passages cycliques, la tordeuse des bourgeons de l’épinette cause d’énormes dégâts, tant écologiques qu’économiques. Les dommages que cet insecte inflige aux arbres matures sont largement documentés. En témoigne cette image, prise par un drone, qui montre des arbres gris incapables de résister à la voracité du ravageur. On cherche maintenant à savoir si, après une coupe totale, la tordeuse s’attaquera aux semis d’épinette et de sapin, ce qui compromettrait la régénération de cette précieuse ressource. (Photographie par drone avec une caméra ZenMuse X4S)